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随着半导体行业的发展,紫外光电探测器（UV PDs）在医疗、军工以及民用等领域有着广泛的应用,引起了科研工作者们的重点关注。Sn O2作为第三代宽禁带半导体有着3.6 e V的宽带隙,并且同时具有良好的透明导电性以及稳定的物理化学性质,所以被认为在紫外光探测领域有着巨大的应用潜力。近年来,有许多Sn O2基紫外光电探测器被制备出来,但也存在一些问题,主要有两个方面:其一是对于金属-半导体-金属（MSM）型的Sn O2基紫外光电探测器来说,由于Sn O2存在大量氧空位、间隙Sn原子等缺陷,导致这类Sn O2基紫外光电探测器具有大量的背景载流子,即有较高的暗电流。并且这些缺陷会充当陷阱中心,阻碍光生电子和空穴复合,使探测器响应速度缓慢。其二是对于日盲紫外光（280 nm-200 nm）探测来说,Sn O2的带隙偏小,难以屏蔽非日盲紫外光的干扰,需要通过带隙调控来进一步满足更多的应用范围。因此,在本工作中,我们尝试制备和研究Sn O2基PN结紫外光电探测器,通过PN的内建电场快速分离光生电子-空穴对,使探测器具有较快的响应速度并且能够自供电工作。进一步的,我们通过使用更宽带隙的的功能层使探测器能够满足日盲紫外光探测的基本要求。最后在此基础之上,我们还设计利用PN结在反向偏压下的雪崩倍增效应来制备雪崩紫外光电探测器,使探测器有较高的光增益,从而提高探测器的响应度。论文的具体研究内容以及结论如下:1.通过脉冲激光沉积法（PLD）在c面蓝宝石衬底上依次生长导电层n+-Sn O2:Nb薄膜、n-Sn O2薄膜以及p-Sn O2:Mg薄膜,经过退火处理后蒸镀金属金（Au）电极,制备得到了p-Sn O2:Mg/n-Sn O2同质结自驱动紫外光电探测器。系统研究了薄膜的结晶质量、截面形貌以及光学性质。并进一步深入研究了p-Sn O2:Mg/n-Sn O2同质结自供电紫外光电探测器的光电性能。器件表现出良好的整流特性,整流比为201（±2 V）。探测器可以在0 V偏压下自供电工作,在波长为290 nm、光功率密度为1.177 m W/cm~2的紫外光照射下有Iphoto=1.5 n A的最大光电流且具有良好的多周期重复性。在改变光照条件的测试下,探测器有较高的响应度(Rpeak=1.55 m A/W)和较高的探测率(D*=9.8×1010Jones)。最重要的是,得益于p-Sn O2:Mg/n-Sn O2结的内建电场,光生电子-空穴对被快速分离,使得探测器具有极快的响应速度（τr=0.57 ms,τd=0.64 ms）。本工作首次制备得到了Sn O2基PN同质结紫外光电探测器,其具有优异的性能,这对Sn O2基紫外光电探测器的研究提供了一个新思路。2.受限于薄膜光学带隙仅为4.15 e V,p-Sn O2:Mg/n-Sn O2同质结自供电紫外光电探测器响应度的截止波长为320 nm,无法屏蔽波长280 nm-320 nm的紫外光,难以应用于日盲紫外光探测。因此我们进一步选用课题组之前工作得到的Zn、Zr共掺杂的Sn O2作为p型材料（由于Zr元素的掺杂,薄膜的光学带隙被拓宽至4.61 e V）,纯Sn O2作为n型层,制备p-Zr0.18Sn0.82O2:Zn/n-Sn O2结自供电日盲紫外光电探测器。系统研究了薄膜的结晶质量、截面形貌以及光学性质。深入研究了器件的光电性能,探测器可以自供电工作,在波长为260 nm、光功率密度为1.072 m W/cm~2的紫外光照射下有Iphoto=1.1 n A的最大光电流且表现出良好的多周期重复性。在改变光照条件的测试下,探测器表现出较高的响应度(Rpeak=1.39 m A/W)和较高的探测率(D*=9.56×1010Jones)。最为关键的是,由于p-Zr0.18Sn0.82O2:Zn薄膜具有4.61 e V的超宽光学带隙,探测器的截止波长蓝移至275 nm（＜280 nm）,屏蔽了非日盲紫外光的干扰,能够应用于对日盲紫外光的探测。3.在前面的工作中,两种探测器都是依靠内建电场能够自行快速分离光生电子-空穴对而自供电工作,有较快的响应速度,但光增益较低,使得探测器的响应度较低。因此,我们利用PN结的另一种性质——雪崩倍增效应来制备高响应度的雪崩紫外光电探测器,探索研究其工作原理与光电性能。在p-Sn O2:Mg薄膜和n-Sn O2薄膜中间插入i-Zr0.36Sn0.64O2薄膜来制备p-Sn O2:Mg/i-Zr0.36Sn0.64O2/n-Sn O2结雪崩紫外光电探测器,由于Zr0.36Sn0.64O2的载流子浓度极低,所以其适合作为i层（本征层）来拓宽耗尽区,提高雪崩增益。I-V测量结果表明,所制备的器件是一种雪崩紫外光电探测器,雪崩电压为-2.5 V。在雪崩电压-2.5 V处探测器的线性动态范围（LDR）达到最大值34.94 d B,在略微高于雪崩电压-2.5 V处探测率（D*）达到最大值9.99×1011Jones。随着反向偏压的增大,探测器的雪崩增益（M）以及响应度（R）也随之增大,在反向偏压-2.5 V下雪崩增益为8.6×10~5、响应度为18.17 A/W,在反向偏压-4 V下雪崩增益高达1.8×10~6、响应度高达到37.62A/W。尽管本工作只是对Sn O2基雪崩紫外光电探测器的初步探索,但也为Sn O2基紫外光电探测器的设计提供了一个新的可行途径。